大学物理第五章 习题解答

第五章 习题解答

5-1

解：等压过程系统做功W，根据等压过程做功的公式：

W=p(V2-V1)=νRΔT 可得ΔT=W/νR ，ν=1mol，ΔT=W/R

Qp??Cp(T2?T1)??5-2

i?2i?27R?T?W?W 222?E??5-3

i3R?T?10??8.31?1?124.65J 22解：等容过程有W=0，Q=ΔE??E??i3R?T?2??8.31?300?7479J 225-4

解：等压过程系统做功W，根据等压过程做功的公式： W=p(V2-V1)=νRΔT=200J

i?2i?2R?T?W 223?2?200?500J 单原子分子 i=3，Q?25?2?200?700J 单原子分子 i=5，Q?25-5. 一系统由如图所示的a状态沿acb到达b状态，有334J热量传入系统，系统做功126J。

（1）经adb过程，系统做功42J，问有多少热量传入系统? （2）当系统由b状态沿曲线ba返回状态a时，外界对系统做功为84J，试问系统是吸热还是放热？热量传递了多少?

Q??Cp(T2?T1)??

解：由acb过程可求出b态和a态的内能之差 Q=ΔE+W，ΔE=Q-W=334-126=208 J

adb过程，系统作功W=42 J ， Q=ΔE+W=208+42=250J 系统吸收热量

ba过程，外界对系统作功A=-84 J， Q=ΔE＋W=-208-84=-292 J 系统放热 5-6

解：ab过程吸热，bc过程吸热 pcb cd过程放热，da过程放热

取1atm=105Pa根据等温、等压过程的吸热公式可得 Qab??CV(T2?T1)? Qbc?i(pbVb?paVa)?336J 20adVi?2(pcVc?pbVb)?560J 2i Qcd?(pdVd?pcVc)??504J

2i?2(paVa?pdVd)??280J Qda?2整个过程总吸热Q1?Qab?Qbc?896J，总放热Q2?Qcd?Qda?784J

净功W?Q1?Q2?112J，效率??1?5-7

卡诺热机的效率为?卡?1?Q2784?1??12.5% Q1896T2280?1??40%，可得高温热源温度T1?466.7K T1T1如果?卡?1?5-8

T2280?1??50%，可得T1'?560K，温度提高了T1'?T1?93.3K T1T1'Q21.26?107??1??1??25%

Q11.68?107

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